鹿守敢,孟慧芳

（江蘇方正環(huán)保設計研究有限公司, 江蘇 徐州 221000）

0 引言

為滿足城市建設用地需要，我國已逐步實施“退二進三”、“退城進園”和“產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移”等政策，許多大中城市正面臨重污染工業(yè)企業(yè)的關(guān)閉和搬遷，由此出現(xiàn)大量工業(yè)遺留和遺棄場地[1-2]。這些場地因生產(chǎn)歷史悠久、工藝設備相對落后，加之生產(chǎn)過程中管理粗放、環(huán)保措施缺乏或不完善及對危險廢物處置不當?shù)惹闆r，造成了土壤、地表水和地下水的嚴重污染。

工業(yè)企業(yè)搬遷后遺留污染場地是社會經(jīng)濟發(fā)展的產(chǎn)物，常常伴隨城市擴張或城市結(jié)構(gòu)布局的調(diào)整產(chǎn)生，污染場地的管理和修復已經(jīng)成為世界性的難題[3-5]。那些位于城市中心、生產(chǎn)歷史悠久、生產(chǎn)工藝變革多的污染企業(yè)遺留場地對場地未來使用人群的健康可能產(chǎn)生不利影響[4-5]。針對這類污染場地在開發(fā)過程中的環(huán)境問題，環(huán)境保護部及地方環(huán)境管理部門已經(jīng)出臺有關(guān)政策，其中，基于健康風險的污染場地管理理念已獲得普遍認可。健康風險評估以危害識別、暴露評估、毒性評估及風險表征4個方面進行健康風險評價[6-11]。我國在污染場地管理領(lǐng)域起步相對較晚，但近年來，國內(nèi)許多研究單位和學者開展了對化工污染場地土壤與地下水健康風險評估工作。

本研究以江蘇徐州某化工企業(yè)遺留的污染場地為研究對象，對污染場地土壤和地下水環(huán)境進行詳細調(diào)查，分析土壤中各污染物的分布特點及污染程度。在此基礎(chǔ)上，按照HJ 25.3—2014《污染場地風險評估技術(shù)導則》推薦模型及參數(shù)，開展污染場地健康風險評估，分析場地環(huán)境風險，為該場地的后續(xù)利用提供理論和科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 場地概況

該化工企業(yè)搬遷遺留場地位于江蘇省徐州市，該廠始建于1958年，占地3.6×104m2，設有生產(chǎn)車間、倉庫、電石渣堆放區(qū)和辦公區(qū)等。主要產(chǎn)品為氮氣、混合氣體、溶解乙炔和羧甲基纖維素鈉。為響應地區(qū)政府關(guān)于主城區(qū)工業(yè)企業(yè)“退城入園”的號召以及公司長遠規(guī)劃發(fā)展的需求，公司決定搬遷實施轉(zhuǎn)型發(fā)展，2014年廠區(qū)已全部停產(chǎn)并實施拆遷，目前，廠區(qū)的各類生產(chǎn)設施及配套的管線已全部拆除。依據(jù)當?shù)卣囊?guī)劃說明文件，該廠址所在地塊未來規(guī)劃用地性質(zhì)主要為居住用地、公共綠地和道路用地。場地所在區(qū)域埋深40 m內(nèi)的地層主要分布特征：埋深3 m以內(nèi)主要為填筑土；3~9 m為淤泥質(zhì)黏土；9~12 m為黏土；12~20 m為含沙漿黏土；20 m以下基本為石灰?guī)r。

1.2 采樣點布設和樣品采集

根據(jù)HJ 25.1—2014《場地環(huán)境調(diào)查技術(shù)導則》，HJ 25.2—2014《場地環(huán)境監(jiān)測技術(shù)導則》和HJ/T 166—2004《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》等文件的相關(guān)要求，并結(jié)合潛在污染區(qū)域和潛在污染物的識別結(jié)果，對調(diào)查場地的土壤和地下水進行布點監(jiān)測。采樣點布設體現(xiàn)突出重點、兼顧均勻性原則，根據(jù)原場地使用功能和污染特征，結(jié)合場地的地形特征及現(xiàn)場踏勘，采用專業(yè)判斷布點和分區(qū)布點相結(jié)合的布點方法在生產(chǎn)車間、倉庫、電石渣堆放區(qū)等重點污染區(qū)和廠區(qū)空地及辦公區(qū)等一般污染區(qū)進行土壤監(jiān)測點位的布設，共設置19個土壤采樣點位，土壤采樣點用S01~S19編號，共采集209個土壤樣品（包括171個監(jiān)測點土樣、17個物理樣、2個背景樣和19個平行樣）。在場地內(nèi)布設3口地下水監(jiān)測井，共采集4個地下水樣品（包括1組平行樣），地下水采樣點用W01~W03編號。調(diào)查場地布局及采樣點布設見圖1。

圖1 采樣點布設及0～2 m多環(huán)芳烴類修復范圍示意

為了判斷土壤中污染物濃度隨深度的變化情況，本次采樣進行了不同深度的取樣。土壤垂直方向采樣深度最大達到14 m，清除地表建筑垃圾后3 m以內(nèi)土壤的采樣間隔為0.5m，3~6m采樣間隔為1m，6 m以下采樣間隔為2 m。地下水監(jiān)測井點位在完成土壤樣品采集后進行監(jiān)測井安裝，完成洗井24~48 h后，測定地下水埋深，進行地下水樣品采集及現(xiàn)場常規(guī)指標的測定。

將送檢的土壤和地下水樣品按制樣規(guī)范，裝入實驗室提供的樣品瓶，并貼上標簽紙，寫上樣品名稱、編號和采樣日期等參數(shù)，立即放置到冷藏箱中，低溫保存(＜4℃)，并及時送實驗室檢測分析。

1.3 檢測分析項目

檢測分析項目指標需涵蓋該場地特征污染物，同時要對場地污染有全面的了解，既要有針對性，又要有全面性。根據(jù)該化工企業(yè)生產(chǎn)特點，同時考慮到場地歷史資料收集的局限性、有效性和場地調(diào)查的不確定性，選擇土壤檢測因子包括pH值、VOCs、重金屬(8 項)、SVOC 等；地下水檢測因子包括 pH值、TPH、重金屬、TOC、氰化物、VOCs及 SVOCs等。

1.4 樣品分析方法

樣品檢測采用國家標準方法進行化學分析，部分參照美國環(huán)保署規(guī)定方法進行化學分析。土壤pH值測定方法為NY/T 1377—2007；地下水pH值測定方法為GB/T 6920—1986；土壤和地下水中 VOCs的分析方法為 USEPA 8260 C—2006；SVOCs的分析方法為USEPA 8270 D—2007；重金屬的分析方法為 GB/T 22105.1—2008，HJ 491—2009 等。

1.5 評價標準

根據(jù)當?shù)卣?guī)劃，場地未來將作為居住用地、公共綠地和道路用地開發(fā)。土壤篩選值選定參考北京市地方標準DB11/T 811—2011《場地土壤環(huán)境風險評價篩選值》[12]和《上海市場地土壤環(huán)境健康風險評估篩選值（試行）》[13]2者中相對較嚴的數(shù)據(jù)。

地下水篩選值選取按照優(yōu)先順序依次參考GB/T 14848—93 《地下水質(zhì)量標準》、DZ/T 0290—2015《地下水水質(zhì)標準》Ⅲ類和《美國環(huán)境保護署區(qū)域篩選值》。本文選定的土壤和地下水篩選值見表1和表2。

表1 選用的土壤篩選值mg·kg-1

表2 選用的地下水篩選值μg·L-1

1.6 風險評估方法

本研究根據(jù)我國環(huán)境保護部編制的HJ 25.3—2014《污染場地風險評估技術(shù)導則》的相關(guān)要求和規(guī)定的模型參數(shù)，適當參照國際通用的美國材料實驗協(xié)會 ASTM等國外標準指南、準則，利用中國科學院南京土壤研究所 HERA污染場地土壤與地下水風險評估軟件，對該化工企業(yè)搬遷遺留場地進行土壤和地下水環(huán)境健康風險評估。土壤中濃度超過篩選值的污染物被篩選出作為關(guān)注污染物。

2 結(jié)果與討論

2.1 場地土壤和地下水檢測結(jié)果

2.1.1 場地土壤檢測結(jié)果

場地土壤檢測結(jié)果見表3。采集的土樣中重金屬鉻（Ⅵ）均未檢出，其他7項重金屬（銅、鉻、鋅、鎳、鉛、鎘、汞）在所有土樣中均有檢出，檢測結(jié)果均未超過非敏感用地土壤篩選值。19個土壤采樣點位采集的土樣中揮發(fā)性有機物均未檢出，場地中有檢出的半揮發(fā)性有機物為多環(huán)芳烴類、酞酸酯類、苯胺類和聯(lián)苯胺類污染物，其他檢測因子未檢出。苯并(a)蒽質(zhì)量分數(shù)最大值為0.7 mg/kg，苯并(b)熒蒽質(zhì)量分數(shù)最大值為1.2 mg/kg，苯并(a)芘質(zhì)量分數(shù)最大值為0.7 mg/kg，茚并(1,2,3-cd)芘質(zhì)量分數(shù)最大值為0.6 mg/kg。苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（a）芘等為代表的多環(huán)芳烴類污染物主要分布于空壓機房、乙炔瓶庫南側(cè)，與生產(chǎn)過程中空壓機機油揮發(fā)、泄露或者拆遷過程中拆遷設備機油泄露有關(guān)。

表3 場地土壤檢測結(jié)果統(tǒng)計mg·kg-1

2.1.2 地下水檢測結(jié)果

3個地下水井采集的水樣中TPH、氰化物及重金屬汞、鉻（Ⅵ）均未檢出，VOCs和SVOCs大部分未檢出，有檢出的有機污染物僅有鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二丁酯質(zhì)量濃度最大值為1.1 μg/L，濃度較低。1，2號井水樣pH值分別為7.3，7.9；3號井水樣pH值為10.0，呈堿性，與3號水井位于電石庫堆放區(qū)域有關(guān)。

2.2 風險評估

2.2.1 危害識別

根據(jù)檢測分析結(jié)果，采集的水樣中重金屬以及揮發(fā)性有機物、半揮發(fā)性有機物檢測結(jié)果均顯著小于相應的篩選值。因此，該化工企業(yè)場地地下水未受到重金屬以及揮發(fā)性有機物、半揮發(fā)性有機物的污染。

根據(jù)污染物的濃度統(tǒng)計分析結(jié)果，場地土壤的主要污染物為苯并(a)蒽、苯并(b)熒蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘。與篩選值比較結(jié)果表明，苯并(a)蒽、苯并(b)熒蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘所在敏感用地最大值分別為 0.7 ，1.2 ，0.7，0.6 mg/kg，分別為敏感用地篩選值的 3.5，2.4，3.5，3 倍；苯并(a)蒽、苯并(a)芘所在非敏感用地最大值分別為0.6，0.7 mg/kg，分別達到非敏感用地篩選值的1.5，1.75倍。因此將上述4種有機污染物確定為關(guān)注污染物。

2.2.2 暴露評估

根據(jù)當?shù)卣?guī)劃，場地未來將作為居住用地、公共綠地和道路用地開發(fā)。居住用地屬于敏感用地，根據(jù)人群在兒童期和成人期的暴露來評估污染物的終生致癌風險，根據(jù)兒童期暴露來評估污染物的非致癌風險；公共綠地和道路用地屬于非敏感用地。對于項目所調(diào)查場地污染可能對人體健康產(chǎn)生的風險，從最保守的角度出發(fā)，充分考慮可能對人體健康產(chǎn)生危害的因素，且該場地地下水不作為飲用水。因此，從以下5種暴露途徑進行評估：①經(jīng)口攝入土壤途徑；②皮膚接觸土壤途徑；③吸入室內(nèi)土壤顆粒物；④吸入室外土壤顆粒物；⑤吸入室外表層土壤中揮發(fā)性污染物暴露途徑。暴露量和持續(xù)時間主要參考環(huán)保部《污染場地風險評估技術(shù)導則》的數(shù)據(jù)確定。

2.2.3 毒性評估

污染物的毒性參數(shù)優(yōu)先考慮《污染場地風險評估技術(shù)導則》中給定的，導則中未包括的污染物，其參數(shù)主要通過參考國外權(quán)威機構(gòu)建立的數(shù)據(jù)庫獲取。本場地風險評估關(guān)注的污染物及毒性參數(shù)見表4。

表4 污染物的毒理學參數(shù)

2.2.4 風險表征

根據(jù)《污染場地風險評估技術(shù)導則》，單一污染物的致癌風險可接受水平采用10-6，對于非致癌污染物，可接受危害商為小于或等于1，大于可接受的風險值或危害商就表明該污染物存在相應的致癌或者非致癌風險。各點位的總致癌風險為每種物質(zhì)各個暴露途徑的風險值之和，運用HERA軟件，場地土壤中污染物健康風險計算結(jié)果見表5和表6。

表5 場地敏感用地污染物健康風險計算結(jié)果

表6 場地非敏感用地污染物健康風險計算結(jié)果

由表5和表6可知，敏感用地方式下，人體健康產(chǎn)生的致癌風險水平在9.44×10-7~1.10×10-5。土壤中致癌物質(zhì)苯并(a)蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（a）芘的總致癌風險在場地生產(chǎn)區(qū)內(nèi)大量超過可接受風險水平，其風險范圍多在數(shù)量級10-5至10-6之間；非敏感用地方式下，人體健康產(chǎn)生的致癌風險水平在3.24×10-7~3.76×10-6。土壤中致癌物質(zhì)苯并（a）芘的總致癌風險在場地生產(chǎn)區(qū)內(nèi)超過可接受風險水平。

2.3 修復目標值

根據(jù)《污染場地風險評估技術(shù)導則》篩選出超過可接受風險1.0×10-6的污染物作為該場地土壤中建議的修復污染物，計算了基于保護人體健康的土壤污染物的風險控制值，作為場地土壤修復目標值的重要依據(jù)。經(jīng)計算，該場地土壤的修復目標值見表7和表8。

表7 敏感用地建議修復目標值mg·kg-1

表8 非敏感用地建議修復目標值mg·kg-1

2.4 修復區(qū)域

根據(jù)各土壤取樣點不同深度處的各種污染物濃度值和地表標高得出各種污染物在地層內(nèi)的空間分布場。用修復目標值作為需要清理或修復范圍的基準，土壤中污染物大于或等于修復指導值的土壤均在修復范圍之內(nèi)，并且據(jù)此計算需要修復的土壤體積。

本場地中超過土壤修復目標值的土壤污染物分別是苯并(a)蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（a）芘、茚并（1,2,3-cd）芘。根據(jù)土壤中污染物的空間分布規(guī)律，將污染土壤分為2個層次，分別為0~2，2~4 m，根據(jù)將超過修復目標值的分布范圍進行疊加的計算結(jié)果，在空間分布上，場地0~2 m表層土壤中超過修復目標值的污染物為苯并(a)蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（a）芘；場地2~4 m表層土壤中超過修復目標值的污染物為苯并(a)蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（a）芘。 場地土壤2個層次中污染物的超標點位與修復范圍見圖1和圖2。

圖2 2～4 m多環(huán)芳烴類修復范圍示意

從圖1、圖2中可以看出，場地0~2 m表層土壤修復區(qū)域主要集中在空壓機房、乙炔瓶庫南側(cè)；場地2~4 m表層土壤修復區(qū)域主要集中在空壓機房、乙炔瓶庫、工業(yè)氧充裝臺、總配電室。計算各層次土壤修復面積及土方量，其中0~2 m修復區(qū)域面積為1 834 m2，2~4 m修復區(qū)域面積為5 141 m2。場地土壤污染物超過修復目標值需要修復的土方量約為13 950 m3。

3 結(jié)論

（1）該場地土壤污染較重，根據(jù)污染物的濃度統(tǒng)計分析結(jié)果，場地土壤的主要污染物有苯并(a)蒽、苯并(b)熒蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘4種。從污染物的空間分布來看，土壤污染物苯并(a)蒽、苯并(b)熒蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘超過篩選值的區(qū)域分布在空壓機房、乙炔瓶庫南側(cè)，除此之外的其他區(qū)域土壤污染物濃度均未超過篩選值。根據(jù)檢測分析結(jié)果，采集的水樣中重金屬以及揮發(fā)性有機物、半揮發(fā)性有機物檢測結(jié)果均顯著小于相應的篩選值。

（2）根據(jù)場地規(guī)劃為西南側(cè)作為居住用地，其他分別為公共綠地和道路用地，將居住用地作為敏感用地方式來進行風險計算，將公共綠地和道路用地作為非敏感用地方式來進行風險計算。單個污染物致癌風險可接受水平設定為10-6。通過對計算結(jié)果的分析，該場地主要受到多環(huán)芳烴類物質(zhì)的污染，部分污染物具有致癌性，場地環(huán)境風險不可接受，存在風險隱患，場地污染土壤需進行修復。

（3）該場地土壤中超過修復目標值的土壤污染物為以苯并（a）蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（a）芘等為代表的多環(huán)芳烴類。多環(huán)芳烴類污染物主要分布于空壓機房、乙炔瓶庫、工業(yè)氧充裝臺、總配電室等區(qū)域，分布深度在0~4 m。根據(jù)開展的健康風險評估劃定的建議修復區(qū)域，建議修復總面積為6 975 m2。根據(jù)修復目標值確定修復范圍，場地土壤污染物超過修復目標值需要修復的土方量約為13 950 m3。

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